染整加工是整个纺织工业中耗水量最大的产业。传统的染色方法以水为介质，染色后用水清洗，耗水量大，使用的化学品多，治理困难。所以，从源头防治污染，开发绿色染整加工技术，寻求少水或无水染色工艺成为染整领域的发展方向。 超临界二氧化碳流体染色（SCFD）是一种新型的无水染色技术。与传统的染色方法相比，超临界二氧化碳流体染色具有下列优点：真正实现了无水染色，彻底消除了印染废水的产生；降低能耗；印染加工中无需使用助剂，如用分散染料染涤纶可省去分散剂，匀染剂，净洗剂等化学品；超临界二氧化碳染色具有较高的上染率和良好的匀染性；残余的染料可以回收使用，染料利用率大大提高；染色时间短，染色后不必进行还原清洗；二氧化碳无毒，容易获取，且二氧化碳可循环使用，不会带来“温室效应”。 所以，超临界二氧化碳流体染色是一种极具发展前景的染色技术，符合环境保护的潮流。在该领域进行系统的研究，有助于将此技术推向实用化，产业化。 为开展SCF染色的系统研究，本实验室研究和设计制造了我国首台超临界CO₂流体染色实验室设备。为保证染色均匀性，该设备采取系统外循环方式，该设计不仅提高上染效率，也符合实际生产需求，是一种缩小的生产设备模型。 在此设备上，研究了超临界CO₂染色时不同的温度、压力、时间条件等工艺参数对染色性能的影响规律，当温度高于110℃，染料对纤维的上染明显提高。在温度保持恒定的情况下改变染色压力，随着压力的升高，染料对纤维的上染明显提高。但达到一定的压力（20MPa）后，继续提高压力，染料对纤维的上染不再明显改善。对于分散蓝79在超临界CO₂体系中染色，当染色温度为120℃～130℃时，染60min，上染已接近平衡。东华大学博士论文 通过对分散染料在超临界二氧化碳体系的动力学研究，并和水介质中染色的相关理论进行比较，得出染料在该体系中不同温度条件下对涤纶纤维的扩散系数。根据An五enius方程推出染料在超临界二氧化碳体系中向纤维扩散的表观活化能为67.47Jln101。在水介质中染料在纤维中扩散的表观活化能为187.02Jh刀01。表明染料在水介质中向纤维中扩散的能阻比在超临界C认介质中向纤维中扩散的能阻大得多，水介质中染色对温度的依赖性比在超临界coZ介质中大。 本文还讨论了超临界Cq染色时不同的温度、压力条件对染料的聚集态结构及性能的影响。采用了与染色同样的条件，研究了超临界Cq染色时染色条件对纤维形态结构及性能的影响。通过X谢线衍射、DSC、SEM、IR等手段研究了染料的聚集态和纤维形态结构的变化。结果表明，染料的晶型没有发生变化，随着温度和压力的提高，染料的熔点和结晶性能提高;纤维的晶体结构也没有发生变化，结晶度有所下降，熔点基本上无变化，超临界Cq处理使低聚物向纤维表面迁移，随着处理温度的提高，纤维表面的齐聚物明显增多，但纤维表面未受损伤，其化学结构没有发生变化。 通过以上系统研究，为超临界C02染色，染料的选择、最佳工艺条件的确定提供有效的理论依据，对该项新技术的应用将具有指导意义。